Cietais disks

Ievads

Šajā referātā rakstu par cieto disku.Es izvēlējos šo tēmu jo pati neizprotu kas ir cietais disks .Tādēļ no šī referāta būs divi labumi, pati zināšu kas ir cietais disks un paaugstināšu informātikas atzīmi.

TA cietais disks no ārpuses

Cietais disks

Cietais disks (angl. HDD, Hard Disk Drive) ir magnētiska datu glabāšanas ierīce. Agrāk tika lietotas arī disketes un diskešu iekārtas, kur lietotie magnētiskie diski bija mīksti, no plastmasas un izņemami no ierīces. Cietos diskus sauc arī par fiksētajiem diskiem, jo tos atšķirībā no disketēm nav paredzēts izņemt ārā no datora (bieži). Cietais disks sastāv no cietām, magnētiskām platēm (platters), kas ir nostiprinātas uz ass un ātri griežas (4200 – 15000 1/min), nolasīšanas, ierakstīšanas galviņām un korpusa.
Cietais disks (Hard Disk – HD) ir viena no svarīgākajām datora sastāvdaļām. Tajā pamatā glabājas visas programmas un dati. Cietā diska ierīcē diski jau atrodas iekšā un nav no tās izņemami. Tāpēc arī cietais disks ir ievietots sistēmas blokā un tam korpusā nav atveres.
Parasti datoriem priekšpusē ir lampiņa, kas diska lietošanas laikā iedegas.
Atšķirībā no disketēm cietajam diskam ir divas būtiskas priekšrocības un viens nenozīmīgs trūkums:
• cietajam diskam ir daudz lielāka ietilpība (parasti vairāki GB);
• tas strādā daudz ātrāk nekā diskete;
Cietie diski datorā ir stacionāri un tos izņem tikai, lai nomainītu.
Galvenais diska kritērijs lietotājam ir tā ietilpība (cik daudz informācijas diskā var ierakstīt).
Liela daļa ražotājfirmu uzskata, ka 1 MB nav 1024(1024 baiti, bet 1 000 000 baitu, un 1 GB nav 1024x1024x1024 baiti, bet 1 000 000 000 baitu. Tāpēc var rasties situācijas, ka diska ietilpība dažādu programmu rādījumos atšķiras.
Ir arī tādi cietie diski, kurus var nomainīt. Tos var izmantot visas datorā esošās informācijas pārvietošanai citā datorā. Šāda tipa cieto disku apzīmējums ir RACK.

Cietā diska darbības princips.

Cietajā diskā ir ass (spindle), kurā ir iebūvēts motors un kurai apkārt ir nostiprinātas ar magnētisku pārklājumu pārklātas alumīnija vai stikla plates (platter). Nolasīšanas un ierakstīšanas galviņas (head) ir nostiprinātas garas sviras (actuator arm) galā, kas var grozīties ap asi (actuator axis), tādejādi sasniedzot jebkuru diska virsmas punktu (ja disks griežas).Galviņu sviras kustināšanai lieto spoli un divus magnētus. Šī sistēma ir principā līdzīga tam, ko lieto skaļruņos (tikai dufuzora vietā ir galviņu bloks).
Vēsturiski (līdz dažu simtu megabaitu diskiem), ir tikušas lietotas arī līdzīga veida galviņas kā diskešu iekārtām un optisko disku iekārtām, kur galviņas ir nostiprinātas uz skrūves, kuru griež servomotors. Šādām sistēmām ir vienkāršāka elektronika, bet mazāka pozicionēšanas precizitāte, kas nosaka samazinātu maksimālo ietilpību.
Datus ieraksta koncentriskos, apaļos celiņos. Celiņi diska ārpusē ir garāki un tajos var ierakstīt vairāk informācijas kā celiņos diska iekšpusē. Tā, kā diska plašu rotācijas ātrums ir konstansts, tad nolasīšanas un ierakstīšanas ātrumi ārējos celiņos ir lielāki kā iekšējos celiņos. Loģiskais diska sākums parasti atrodas ārpusē, tāpēc diska sākumā ir lielāki nolasīšanas ātrumi. Katru celiņu iedala sektoros, garākajos celiņos to ir vairāk nekā īsākajos (lai arī vēsturiski ir bijušas lietotas shēmas, kur visos celiņos ir vienāds skaits sektoru, lai vienkāršotu elektroniku). Cietajiem diskiem, gandrīz kopš to pirmssākumiem, sektora ietilpība ir bijusi 512 baiti. (mūsdienās parādās mēģinājumi lietot lielāka izmēra sektorus) Lielai daļai cieto disku ir vairāk nekā viena plate, katrai platei ir divas virsmas. Katras virsmas nolasīšanai un ierakstīšanai ir sava galviņa, bet tās visas ir nostiprinātas uz vienas sviras un kustas kopā. Visu plašu virsmu vienu celiņu (visi celiņi, kurus var nolasīt nekustinot galviņas) sauc par cilindru, jo to celiņu kopa veido cilindrisku virsmu.
Mazākais cietā diska (un arī diskešu un optisko disku) adresācijas junits ir sektors. Ierakstot vai nolasot tiek ierakstīts vai nolasīts viss sektors. Sākumā PC tipa datoros lietotajiem cietajiem diskiem lietoja CHS tipa adresāciju. Tur norādīja sektora fizisko atrašanās vietu uz diska:
• C (cylinder) cilindrs – celiņa numurs pēc kārtas no centra (vai malas?) (fiziski tas var būt liels skaitlis)
• H (head) galviņa – virsmas numurs (kuru tieši plati nolasīt) (fiziski tas nevar būt liels skaitlis, ja ir disks ar 5 platēm (tas ir diezgan daudz), tad tam var būt 10 vai mazāk (ja kādu atstāj neizmantotu) virsmas)
• S (sector) sektors – sektora numurs attiecīgajā celiņā
Tad, kad cieto disku izmēri sāka sasniegt dažus simtus megabaitu, tika sasniegtas un pārsniegtas maksimālās šīs adresācijas sistēmas adrešu vērtības. Šo problēmu risināja aprēķinot loģiskas CHS parametru vērtības, kam nebija nekāda sakara ar diska fizisko uzbūvi. Otrs risinājums, kuru SCSI diskiem lietoja jau kopš paša sākuma, bija LBA adresācija. LBA piešķir katram sektoram numuru un tam vairs nav nekāda sakara ar diska fizisko konfigurāciju. Sākumā lietoja 28 bitu LBA adresāciju, kur maksimālais cietā diska izmērs ir 128GiB. Tad, kad sāka ražot šāda izmēra diskus, standartizēja 48bitu adresāciju, kas ir lietojama līdz 128PiB diskiem.
Pirmajiem PC savietojamajiem datoriem 20. gs 80. gados bija pieejami 20 un 40 MiB cietie diski. Nozīmīgs notikums cieto disku attīstības vēsturē bija 2007. gadā, kad firma Hitachi GST (Hitachi Global Storage Technologies) pirmā izlaida cieto disku ar ietilpību 1000 GB. Mūsdienās (2007. gada novembris) 3,5“ (10cm) cietie diski ir pieejami ar ietilpībām no ~80 līdz 1000 GB. 2005 un 2006. gadā ražoto PATA un SATA cieto disku nolasīšanas un ierakstīšanas maksimālie ātrumi parasti ir 35-80 MiB/s.

Cieto disku iedalījums
Pēc pieslēguma veida
Cietos diskus iedala pēc to pieslēguma veida (savienojuma ar datora pamatplati vai disku adapteri). Ir sastopami SCSI, PATA un SATA pieslēgumi.
• SCSI bija pirmais, šie diski parasti ir ātri, taču dārgi
• PATA sākumā sauca par ATA (Advanced Technology Attachment), pēc tam, kad parādījās SATA, tos nosauca par PATA (Parallel ATA)
• SATA parādījās relatīvi nesen, šis pieslēgums ir ātrāks kā PATA, taču tam pagaidām nav lielas nozīmes, jo šaurā vieta ir nolasīšanas ātrums no platēm. SATA ir Serial ATA.
Pēc ģeometriskajiem izmēriem
Parasti datoros lieto 3,5“ cietos diskus. Portatīvajos datoros un tagad arī serveros lieto 2,5“ cietos diskus. Sākumā bija sastopami arī 5,25“ cietie diski, taču mūsdienās tādus vairs neražo, jo tos nav iespējams izgatavot pietiekoši ātrus (pārāk lieli centrbēdzes spēki, kas deformē plates).

Cieto disku drošība
Galvenie disku bojājumu veidi:
• mehāniskie, kuru bojājumi var izpausties kā pastiprināts griešanās troksnis, lasīšanas vai rakstīšanas kļūdas, vibrācija, čirkstoņa. To cēlonis ir nepareiza transportēšana, glabāšana, iepakošana vai izpakošana;
• elektriskie, kuru bojājumi var izpausties kā pilnīga vai daļēja, kā arī tūlītēja vai pakāpeniska diska darba spēju zaudēšana. Bojājumu cēlonis ir statiskās elektrības lādiņš, kas rodas no monitoriem, grīdas seguma, apģērba, instrumentiem, līmlentēm, cilvēkiem.
Disku lietošanas noteikumi:
• disku ierīcei strādājot, nedrīkst pārvietot datoru, lai, strauji satricinot disku ierīci, to nesabojātu;
• vienmēr pagaidiet vismaz 30 sekundes pēc barošanas sprieguma izslēgšanas, iekams pārvietojiet disku vai datoru;
• regulāri nepieciešams veikt disku optimizāciju un pārbaudi.

Nobeigums

Gatavojot šo referātu es ieguvu ļoti noderīgu informāciju,kā piemēram:
• Cietais disks (Hard Disk – HD) ir viena no svarīgākajām datora sastāvdaļām. Tajā pamatā glabājas visas programmas un dati.
• Pirmajiem PC savietojamajiem datoriem 20. gs 80. gados bija pieejami 20 un 40 MiB cietie diski. Nozīmīgs notikums cieto disku attīstības vēsturē bija 2007. gadā, kad firma Hitachi GST (Hitachi Global Storage Technologies) pirmā izlaida cieto disku ar ietilpību 1000 GB. Mūsdienās (2007. gada novembris) 3,5“ (10cm) cietie diski ir pieejami ar ietilpībām no ~80 līdz 1000 GB. 2005 un 2006. gadā ražoto PATA un SATA cieto disku nolasīšanas un ierakstīšanas maksimālie ātrumi parasti ir 35-80 MiB/s.
• Mazākais cietā diska (un arī diskešu un optisko disku) adresācijas junits ir sektors. Ierakstot vai nolasot tiek ierakstīts vai nolasīts viss sektors. Sākumā PC tipa datoros lietotajiem cietajiem diskiem lietoja CHS tipa adresāciju. Tur norādīja sektora fizisko atrašanās vietu uz diska
• Pret datoru jāizturas ļoti saaudzīgi lai nesabojātu cieto disku, tādēļ jāievēro visi cietā diska lietošanas noteikumi.

Scroll to Top